Эпигенетика: экспериментальные исследования
Тщательные исследования образа жизни и болезней нескольких поколений семей показали, что от того, как жили наши родители и прародители, зависит, чем будем болеть мы, и какой образ жизни будет у наших детей и внуков.
Как же все это работает? И как передается такая наследуемая информация в поколениях?
Все началось с триумфальных экспериментов профессора Рэнди Джиртла (Randy Jirtle) и одного из его постдоков Роберта Уотерленда (Robert Waterland) из университета Дьюка, США. Исследователями были созданы уникальные трансгенные мыши, названные агути , так как в их геном был интегрирован одноименный ген, дающий животным не только желтую окраску и лишний вес, но и предрасположенность к раку и диабету. В обычных условиях эти грызуны приносят такое же потомство, тучное, желтое и болезненное, но ученые смогли сделать так, что потомство вдруг начало рождаться здоровым, имело нормальную окраску и жило долго. Эффект гена агути был полностью стерт, хотя ни один нуклеотид ДНК мыши не был изменен. Произошло это всего лишь потому, что перед рождением нового потомства состав питания самок был изменен. Ученые посадили будущих мам на диету, обогащенную веществами с метильной группой (один атом углерода соединен с тремя атомами водорода). Таких метильных групп много в овощах и фруктах, например в луке, чесноке и свекле. Эмбрионы мышей, которые были на такой диете, выключали ген агути у себя на хромосомах. Другими словами, чем больше метильных групп поступало с пищей и вовлекалось в питание зародышей, тем больше они были доступны для специальных ферментов, катализирующих присоединение метильной группы к ДНК. И наоборот, чем меньше метильных групп поступало с пищей и было присоединено на эмбриональную ДНК в области гена, тем более активным становился этот ген.
Рэнди Джиртл так прокомментировал свое открытие в журнале Discover в статье "ДНК - это не судьба: "Эпигенетика доказывает, что мы ответственны за целостность нашего генома. Раньше мы думали, что только гены предопределяют, кто мы. Сегодня мы точно знаем: все, что мы делаем, все, что мы едим, пьем или курим, оказывает воздействие на экспрессию наших генов и генов будущих генераций. Эпигенетика предлагает нам новую концепцию свободного выбора".
Как выразилась Эмма Уайтлоу (Emma Whitelaw) из Квинслендского института медицинских исследований, Австралия: "Мы должны помнить: то, что мы наследуем от наших родителей, - это хромосомы, а хромосомы состоят из ДНК только на 50%, остальную половину составляют протеины, несущие эпигенетические маркеры".
Другой примечательный эксперимент провел Майкл Мини (Michael Meaney) из Университета Макгилла в Монреале, Канада. Исследователи наблюдали за поведением крыс во время воспитания потомства. Они подметили, что новорожденные крысята, которые регулярно получали надлежащую материнскую опеку, росли достаточно смышлеными и спокойными по характеру. Напротив, малыши, которых матери игнорировали во время воспитания, вырастали боязливыми и нервными. Причины этого, как оказалось были чисто эпигенетическими: обычная забота матерей о потомстве контролировала уровень метилирования именно тех генов мозга детенышей, которые отвечают за реакцию на стресс - рецепторов гормона кортизола , экcnpeccируемых в гиппокампе . В другом экперименте тот же вопрос рассматривался применительно к человеку. По результатам магнитно- резонансного томографирования специалисты определяли, накладывает ли на мозг взрослых людей отпечаток того, как о нем в детстве заботились родители. Оказалось, что и здесь материнская забота сыграла ключевую роль в организации мозга. Испытуемые, страдавшие в детстве от дефицита материнской любви и опеки, имели гораздо меньший размер гиппокампа, чем дети из нормальных семей. А величина этого органа определяет не только силу памяти человека и скорость мышления , но и предрасположенность к психическим заболеваниям - таким как, например, посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР).
